标准、价格、体验成为中大功率无线充电的软肋
2018-10-31 16:34:26 来源:哔哥哔特商务网 作者:陈思莹 点击:2924
【哔哥哔特导读】无线充电功能已大举导入消费电子市场,如今搭载无线充电功能的智能手机已非新鲜事。接下来,该市场将会把经营重心设定在较为精致的中高端设备市场,而中大功率标准制定与新兴应用的进展,将为产业创造更多的商机。
无线充电功能已大举导入消费电子市场,如今搭载无线充电功能的智能手机已非新鲜事。接下来,该市场将会把经营重心设定在较为精致的中高端设备市场,而中大功率标准制定与新兴应用的进展,将为产业创造更多的商机。
整个市场需求将会逐渐上升。据安富利(AVNET)台湾产品管理经理杨士纬预测,自2018年底至2019年初会看到EPP的Tx产品越来越多,65~120W的高功率需求也将在2018下半年逐渐上升。
但是,佰力电子东莞有限公司研发部设计项目经理袁宏乐等行业人士均不由担忧,他认为大中功率无线充电在未来3-5年之内还处于研发阶段,短时间内实现批量生产不太现实。
目前而言,汽车无线充电主要还存在价格昂贵、标准化不足等问题,而这些对大规模部署无线充电至关重要。
效率达标 标准不统一
近几年来,汽车无线充电概念被多次提出,却仍然极少商用案例。有人分析,由于电动汽车电池大、充电时间限制、对充电系统高达几千瓦乃至几十千瓦的功率要求、汽车离地间距等多种原因,导致汽车无线充电远不及有线充电效率高,因此无线充电就务必要达到至少85%的效率,才具有商业化意义。
不过,深圳顺络电子股份有限公司绕线产品部经理刘长征表示,效率并不是主要原因。目前无线充电在汽车充电方面的效率达到85%,已并非难题。功率要求大,效率也会进一步得到改善。他认为,基础建设趋于完善,人们才逐渐有机会去享受这些无线充电带来的便利。
长兴柏成电子有限公司副总经理柏振华也认为目前无线充电的已经达到85%左右。但是总体来看现在运用还没普及,特别在国内,主要还是因为无线充电的实用性和便利性给消费者带来的体验并不充分。
天通控股股份有限公司王鑫则认为,大部分的汽车无线充电已达到85%,至于无法达到商用化与汽车没有一个相关技术标准存在很大的联系。
随着无线充电商用价值凸显,特斯拉、宝马、福特、大众等众多汽车厂商早已研发自家的无线充电。然而,种类繁多的无线充电标准让其难以在汽车行业普及。由于大功率充电的因素,相关标准的设立,不仅仅是汽车领域的工作,还涉及国内外相关电磁管理的标准条例,如此一来,加大了汽车无线充电技术标准的确立以及普及的难度。
目前来说都在于起步阶段,离商用还存在一个统一标准的距离,所以说现在基本上还是百家争鸣局面。佛山市中研非晶股份有限公司副总经理陈卫红认为,目前各家推出的方案很多,但最终哪一种方案更好,还有待验证。
实现电动汽车无线充电系统间的互联互通,满足电动汽车无线充电系统互操作性是电动汽车无线充电技术普及应用的关键,而这方面,目前世界各国都在全力推动。
比如,德国启动了STILLE项目,美国汽车工程协会也开展了类似项目,为了制定中国的无线充电互操作标准,中国电力企业联合会依托能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会无线充电标准工作组组织开展了电动汽车无线充电产品及互操作性测试活动。
价格成为拦路虎
价格是商用化的另一个重要考虑因素。
刘长征表示,相比汽车与家电市场,手机更多存在成本考虑。而汽车、智能家居等中高端的市场,成本的压力低于手机。
HEVO创始人Jeremy McCool表示:“汽车无线充电设备比现有的插入式充电设备更便宜、重量更轻,轻5至10倍。近期该设备最有可能用于公交车中途驾驶时充电。”
尽管如此,目前Qi规格的Tx加上Rx一套小功率无线充电模组成本约6~9美元不等,然而,中功率一组成本则甚至会高达100美元。虽然磁共振技术为无线充电应用带来许多好处,但以目前的成本价格来看仍然偏高。普遍来说,一个接收器与发射器的模块加起来预估约50美金左右,将可能成为厂商投入的绊脚石。袁宏乐表示,这个目前处于试验起步阶段,真正批量的人少。前期由于手机带来的恶性竞争,导致了无线充电毛利的偏低。如果Qi规格的发射端和接收端一套无线充电模组成本高达100美元,那对于家电领域来说也还是做不起来的。就算砸钱去做,也不易回本。
“价格高只是暂时的,未来是会降价的。”东莞市本磁电子有限公司工程部经理袁利告诉记者,只有降价才有可能普及,也许未来在多个厂家带动之下也会促进降价,两者是息息相关的。
高通业务发展和营销副总裁Graeme Davidson也表示,在最初阶段电动车的无线充电技术可能会很昂贵。预计随着时间的推移,此项技术将更具成本效益,并最终与今天的插入式充电技术成本相同。
随着无线充电的普及,未来更多人参与无线充电的研发,会迎来一个降价期。广州德珑磁电科技股份有限公司研发部总监罗洪波指出,未来应该会通过材质和设计以及工艺水平去降低成本。
磁共振更具潜力
消费体验是影响无线充电技术在汽车和家居等领域应用的更为直接因素。从技术的角度,磁感应(MI)设计从低功率提升至高功率有几个挑战,包含成本、效率、对位、金属异物干扰和专利等问题。
从用户体验角度,微鹅电子CEO余峰指出,Qi存在的问题包括充电慢、发热严重、TX和RX位置要对得很准、需要贴得很近等。
因此,相较于低功率的无线充电系统主要采用 WPC 的 Qi 标准,以磁感应技术为主,汽车等中大功率领域则多采用磁共振技术。主要原因是磁共振技术支持较高功率与较远传输距离。
捷佳科技市场总监亓立安认为,磁共振可在一定距离内穿透各种材质,且能以一个充电器同时为多个装置充电,这些都是磁共振技术潜力看好的原因所在。
比如,汽车充电动辄千瓦的功率,与底盘与地面距离较远难以近距离耦合的条件下,磁共振技术即广泛被车厂采用。而扫地机器人在行进的过程中,离地大约1~1.5公分左右,而这绝对需要磁共振技术才能实现,因为磁感应技术受限于物理限制,若超过0.7公分,对于充电效率影响极大。
磁共振技术适合远距大功率充电,目前主要应用在新能源汽车充电桩解决方案中,同时在医疗设备、工业设备和汽车系统的电源连接领域有较好的发展前景。国内的新页、中兴已经推出了无线充电桩产品,目前正在示范推广,尚没有大范围商业应用。
业界人士认为磁共振无线充电若要进一步普及,则需提高转换效率,以降低相对产生的热能。不过随着各解决方案提供商积极投入高效率天线设计、高效能电力转换技术等,目前采用磁共振技术的汽车无线充电方案皆可达到85~90%的充电效率,与磁感应技术90%传输效率相比,已相当具有竞争力。
近日,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员展示了一款用于车辆的120千瓦无线充电系统,系统功率是之前推出的6倍,未来ORNL研究人员将继续探索创新技术,将该充电系统功率传输提高至200千瓦、甚至350千瓦,同时改进动态无线充电技术,最大限度降低动态充电的成本和复杂性。
而提升转换效率也成为了磁件行业的研发重点。陈卫红对此谈到,从导磁材料出发,损耗越低、磁导率越高作为一个重点研究方向,以在传输效率方面取得最大的传输效果为重点目标。然而,陈卫红也着重强调,提升效率不能只靠导磁材料的研究,还需要配合整个环路的设计。据他透露,中研非晶下一步将推出应用于大功率上的纳米晶粉导磁片。
另外,顺络电子也将针对无线充电带来更高效率、低损耗的节能产品。深圳顺络电子股份有限公司材料研发部工程师朱晏军表示,现在的纳米晶材料的节能很高,充电效率也是非常高。而铁氧体材料一般的充电不会超过86%,85%已达到极限了,磁导率也在3000以内。相比而言,纳米晶、非晶材料相对薄一点,充电效率达到90%甚至更多,还可以叠层,目前行业正朝着此趋势发展,技术成熟后,成本也会相对降下来。
无线充电市场做得比较大,要求也会逐渐严格。刘长征强调,除了成本、参数、磁导率的控制。无线充电应用功率从小到大的发展,可能对整个的生产工艺、技术也会带来更多不一样的要求,在生产过程中,磁件厂商更需要自身做一些调整,比如同行以及高阶的调整。
磁件行业导入意愿高
尽管中大功率无线充电技术存在很多的问题,但综观机器人产业来看,较属于创新型市场,对于高单价的无线充电技术导入意愿较高,据了解目前已有厂商默默耕耘相关市场。
领益智造10月8日晚公告称,与韩国SKC签署了《谅解备忘录》,双方希望共同开发材料市场,首先从纳米晶、铁氧体和吸波材料开始,相关材料主要用于无线充电和屏蔽板。
最近,安洁科技表示收购威斯东山100%股权,以拓展业务范围,优化产品结构,为客户提供多样化产品,进入磁性材料领域,磁性材料应用于智能手机、平板电脑等各种消费电子产品以及新能源汽车等领域。
无线充电技术的市场前景毋庸置疑,在未来将会备受关注。然而罗洪波表示,受限于目前的技术和资金,有想法却难以施展。“许多企业已经把资金投入在前期的手机市场,中大功率的高投入低回报也让很多厂家在转型的时候稍作犹豫,可是时机稍纵即逝,就丢失了走在前头的机会,因此未来磁件企业需要克服资金难题,行业上下游要通力合作,不能因为市场而忽略客户需求,浪费了自己的一手好牌。”
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